CN102534092B - 一种顶底复吹转炉护炉方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种顶底复吹转炉护炉方法，在转炉开炉的前期，加速在供气元件端面形成炉渣金属蘑菇头，具体步骤包括：a、溅渣前，加入镁球和废旧水口磨料调渣，该废旧水口磨料的粒度为3mm～5mm；b、溅渣后，由转炉的下料管加入垫底石灰，促使粘附在炉底的炉渣凝结均匀；c、开炉连续吹炼4～6炉后停吹，对炉底的炉渣进行铺垫处理，使炉底粘附一层含有氧化镁和氧化锆的炉渣，进而形成炉渣金属蘑菇头。本发明通过对转炉底部供气元件的端头加速形成了炉渣金属蘑菇头，使其得到了有效地保护。通过本发明的护炉方法，降低了含钒、钛铁水对转炉的浸蚀影响，使冶炼含钒、钛铁水的顶底复吹转炉寿命达到甚至超过冶炼普通铁水的转炉寿命。

Description

一种顶底复吹转炉护炉方法

技术领域

本发明涉及冶金化工设备维护的技术领域，具体针对冶炼含钒、钛铁水的一种顶底复吹转炉护炉方法。

背景技术

由于钒钛磁铁矿的价格相比普通矿石价格较低，所以钒钛磁铁矿已被企业大量使用。但是，由于钒钛磁铁矿高炉入炉比例的提高，含钒、钛铁水对转炉的浸蚀性也明显增强。是在钒钛磁铁矿入炉比例大于50%时，会导致转炉炼钢用铁水中V、Ti、Si等元素含量发生变化，将含钒、钛铁水与普通铁水检测相比，V含量由普通铁水时期的0.05%逐步上升到现在的0.20%以上，Ti的含量由0.04%上升到0.25%以上，Si由0.50%下降至0.30%左右。炉渣中由于V、Ti氧化物比例的提高，会使炉渣的熔点下降100℃～200℃，此种熔点低的炉渣不利于溅渣护炉，炉身溅渣层也容易被含V、Ti氧化物的炉渣浸蚀，使炉底的供气元件、炉底和炉衬的使用寿命会因此减少，进而影响转炉本身的炉龄。由此可知，以钒钛磁铁矿为原料冶炼含钒、钛铁水转炉的炉龄与冶炼普通铁水转炉的炉龄相比，前者明显少于后者。这样就意味着，虽然矿石的成本得到了降低，却要因为原材料的不同而增加转炉维护的费用，反而造成了生产成本的升高，给企业带来了负担。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种顶底复吹转炉护炉方法，能够在转炉开炉的前期，加速在供气元件端面形成炉渣金属蘑菇头，对供气元件形成有效地保护，减少由于含钒、钛铁水浸蚀所带来的不利影响，延长供气元件的使用寿命，进而增加转炉的炉龄。

为解决以上技术问题，本发明的技术方案是，一种顶底复吹转炉护炉方法，在转炉开炉的前期，加速在供气元件端面形成炉渣金属蘑菇头，具体步骤包括：

a、溅渣前，加入镁球和废旧水口磨料调渣，该废旧水口磨料的粒度为3mm～5mm；

b、溅渣后，由转炉的下料管加入垫底石灰，促使粘附在炉底的炉渣凝结均匀；

c、开炉连续吹炼4～6炉后停吹，对炉底的炉渣进行铺垫处理，使炉底粘附一层含有氧化镁和氧化锆的炉渣，进而形成炉渣金属蘑菇头。

所需供气强度在0.025Nm³/t·min-0.03Nm³/t·min。

所述步骤c中对炉底的炉渣进行铺垫具体的方法是，反复摇动转炉后，在转炉置于零位后静止放置。

对加入调渣剂的料仓位置进行定时改变。

所述转炉开始工作前，对底部供气元件与转炉之间的气密性进行检测，具体步骤为：在底部供气元件配管后，对连接部位进行密封处理，以2.2Mpa～2.6Mpa的压强进行试压，使管道在25min～35min无泄漏；将底部供气元件中的管道以酸洗方式防氧化，采用干燥压缩空气进行吹扫后，进行清洁度测试，使管道在3min～7min无铁锈或灰尘。

转炉开始工作后，通过对炉底的下降幅度进行控制，避免底部供气元件端面的裸露，包括控制出钢温度＜1660℃、终点碳＞0.08%以及溅渣时间＜3min；每2～3天添加粒度为2mm～3mm的废旧水口磨料调渣和溅渣，将炉渣量控制在8-11%。

所述转炉开始工作后，通过粘渣挂炉对炉衬进行保护处理，包括根据终渣碱度、终点碳和温度，加入调渣材料粘稠炉渣，使炉渣粘挂在炉衬上。

粘渣挂炉过程中，溅渣护炉中间包括，每2～3天添加粒度为3mm～5mm的废旧水口磨料进行调渣，增加炉渣内氧化锆含量，通过氮气溅渣，使炉渣粘附在炉衬上。

粘渣挂炉过程中，利用吹炼间隙对炉衬侧墙进行不停机热喷。

在更换中间包时，采用大面补炉料对炉衬的前后大面进行倒补。

与现有技术相比，本发明通过对转炉底部供气元件的端头加速形成了炉渣金属蘑菇头，使其得到了有效地保护，延长了使用寿命，进而提高了转炉本身的炉龄。并且，本发明还对转炉的炉底和炉衬也分别采取了保护措施，使每一个部分的寿命均得以延长，也就意味着对转炉本身有了更好的保护。通过本发明的护炉方法，降低了含钒、钛铁水对转炉的浸蚀影响，使冶炼含钒、钛铁水的顶底复吹转炉寿命达到甚至超过冶炼普通铁水的转炉寿命，这样就减少了换炉的费用，进而延长了生产时间，降低了炼钢成本，为企业避免了的损失。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

本发明的总体思路是设计一种顶底复吹转炉护炉方法，特别是针对冶炼含钒、钛铁水的转炉，通过在转炉底部供气元件加速形成炉渣金属蘑菇头，使其得到很好的维护，延长使用寿命。并且分别对转炉的底部和炉衬采取保护措施，使转炉本身的炉龄得以延长。

实施例一：

1、对底部供气元件与转炉之间进行气密性检测

由于底部供气元件在安装及砌筑过程中很容易遭受异物侵入，会导致底部供气元件在使用之前或使用之后发生堵塞，从而影响其使用寿命，所以通过加强对底部供气元件安装和砌筑来对转炉底部供气元件进行维护，而在维护过程中最重要的是对气密性进行检测。所采取的步骤是：

1-1、底部供气元件道配管后对连接部位进行密封处理，并以2.2Mpa～2.6Mpa进行试压，使管道保压25min～35min不得泄漏。

1-2、管道安装后对其采取防氧化的措施，并采用干燥压缩空气进行吹扫，吹扫后对管道进行清洁度的测试。其中，防氧化的措施包括，对管道酸洗或涂抹防氧化材料等；清洁度的测试主要采用在转炉底部用白布检查，3min～7min分钟内管道上无铁锈，灰尘及其它脏物。对管道的防氧化也是为了验证底部供气元件的气密性。

1-3、在安装过程中，砌前、砌后均进行试气，砌筑时需要保证供气元件位置正确，填料严实，不形成空洞。

要注意的是，在底部供气元件安装的前期准备中，在供气元件入厂时端部、气管、尾管均应包扎或覆盖，保证底部供气元件在安装前保持干净、干燥。供气元件尾管焊接时采用连接件，保证焊接质量，无虚焊、脱焊、漏焊，防止漏气或异物进入。

2、在底部供气元件端面加速形成炉渣金属蘑菇头。

由于炉役前期是“蘑菇头”形成和发展关键时期，若控制不好，将造成炉底供气元件端面长期裸露，影响其使用寿命，所以我们采取在转炉开始工作的前期使供气元件端面加速形成“炉渣金属蘑菇头”，以达到保护供气元件端面的目的。其中，炉渣金属蘑菇头是指，开炉初期，由于温度较低，再加上供入气流的冷却作用，金属在元件端部形成小的金属蘑菇头，通过溅渣，会有熔融的炉渣落在蘑菇头上面，进而形成较大的炉渣金属蘑菇头。炉渣金属蘑菇头具有较高的熔点和抗氧化能力，在吹炼过程中不易熔损，并具有良好的透气性，不易堵塞。具体采取的步骤是：

2-1、溅渣前，加入镁球和粒度为3mm～5mm的回收废旧水口磨料调渣。

2-2、溅渣后，由两下料管加入垫底石灰，由于石灰的加入可以适量减少冶炼过程中因脱硫而需要的石灰加入量，同时可以起到加速冷却炉底的作用，促使粘附在炉底的炉渣凝结均匀。

2-3、开炉连续吹炼4～6炉，炉衬烧结后停吹“垫”炉底：开始溅渣后，反复摇动转炉，在转炉置于零位并放置静止一段时间后，使炉底粘附一层含有氧化镁和氧化锆的炉渣，让这些高熔点物质促进金属蘑菇头的生成。

在炉渣金属蘑菇头形成过程中，所需供气强度控制在0.025Nm³/t·min-0.03Nm³/t·min。期间还应控制溅渣的时间，并定时改变溅渣过程中加入调渣剂的料仓位置。通过上述措施，在100炉左右时，四块透气砖能够完全被炉渣覆盖，保证了四块透气砖透气性能。

3、对炉底的下降幅度进行控制

由于高V、Ti铁水吹炼使渣中V、Ti氧化物比例提高，炉渣熔点下降，炉底容易下沉，会造成底部供气元件端面的裸露，供气元件易被炉渣灌满造成元件堵塞，所以我们所采取的措施是：

3-1、造好过程渣及合理铁水、废钢比例，确保终渣碱度、MgO、FeO含量合理；

3-2、控制好出钢温度及终点碳，尽量减少后吹或多次倒炉补吹。其中，出钢温度＜1660℃，终点碳＞0.08%。

3-3、优化溅渣制度，合理溅渣时间。控制溅渣时间＜3min，之后不再溅渣，并且控制溅渣枪位，前期采用来回窜枪，保证炉渣充分均匀，同时给炉渣降温。

3-4、每2～3天添加粒度为2～3mm的回收废旧水口磨料调渣和溅渣，将炉渣量控制在8-11%。

其中，出钢温度的确定是根据，冶炼时各金属元素氧化难易顺序：Ca、Mg、Al、Ti、Si、V、Mn、Cr、Fe、Co、Ni、Pb、Cu，标态下吹炼钒的转化温度为1361℃，所以要进转炉铁水的温度要求大于1300℃。吹炼前期适当减少造渣材料，采用低抢位、大氧量操作，使熔池温度迅速上升超过1361时℃，抑制铁水钒的氧化。由于未提钒，所以需要减少钒的氧化，使更多钒进入钢种；吹炼中期，适当增加落地烧结返矿等降温剂，终点枪位控制炉渣粘稠，和保证C-T（碳-温度）协调。故经过研究改进，使得出钢温度＜1660℃，终点碳＞0.08%。

4、通过粘渣挂炉对炉衬进行保护处理

4-1、粘渣挂炉，通过保证一定终渣碱度，根据终点碳和温度加入调渣材料，确保将炉渣做粘、变稠，能够粘挂在炉墙上。

4-2、每2～3天添加破碎后粒度为3～5mm的回收废旧水口磨料调渣，增加炉渣内氧化锆含量，通过氮气溅渣，使高低温融化物质分流，让高熔点物质粘附在炉壁上，加强溅渣层的耐高温和耐侵蚀性。

4-3、在更换中间包时用大面补炉料进行倒补或人工投补前后大面薄弱环节，根据时间长短留炉渣垫炉底。因为在连铸过程中，中间包内的耐火材料层会被钢水浸蚀，使得中间包的连续浇铸次数有限，所以当一个中间包达到规定的使用次数时，需要对中间包进行更换。

4-4、利用吹炼间隙，对炉衬侧墙进行不停机“热喷”。

4-5、根据C、Si、P、S含量和铁水温度，合理调整物料结构，做到碳温平衡，准确掌握枪位，提高终点命中率，缩短出钢钢液流程，减少因操作不当对炉衬造成的侵蚀。

实施例二：

与实施例一相比，整体维护方法相同，不同点在于各参数的取值范围，具体如下：

1、对转炉底部供气元件的维护中，所选用的试压压强为2.4Mpa，保压30min不泄露，以及通过防氧化措施能够达到5min内管道保持清洁。

2、对供气元件端面的维护中，在溅渣前加入粒度为4mm的废旧水口磨料调渣。开炉连续吹5炉后停吹，在炉渣金属蘑菇头形成过程中，供气强度控制在0.027Nm³/t·min。

3、对炉底的维护中，1550℃≤出钢温度≤1650℃，0.1%≤终点碳≤0.12%，溅渣的时间控制在2.5min。每3天添加粒度为2.5mm的回收废旧水口磨料调渣和溅渣，将炉渣量控制在10%。

4、对炉衬的维护中，每3天添加破碎后粒度为4mm的回收废旧水口磨料调渣。

实施例三：

与实施例一相比，整体维护方法相同，不同点在于各参数的取值范围，具体如下：

1、对转炉底部供气元件的维护中，所选用的试压压强为2.2Mpa，保压25min不泄露，以及通过防氧化措施能够达到3min内管道保持清洁。

2、对供气元件端面的维护中，在溅渣前加入粒度为3mm的废旧水口磨料调渣。开炉连续吹4炉后停吹，在炉渣金属蘑菇头形成过程中，供气强度控制在0.025Nm³/t·min。

3、对炉底的维护中，1550℃≤出钢温度＜1600℃，0.1%≤终点碳＜0.11%，溅渣的时间控制在2.5min。每2天添加粒度为2mm的回收废旧水口磨料调渣和溅渣，将炉渣量控制在8%。

4、对炉衬的维护中，每2天添加破碎后粒度为3mm的回收废旧水口磨料调渣。

实施例四：

与实施例一相比，整体维护方法相同，不同点在于各参数的取值范围，具体如下：

1、对转炉底部供气元件的维护中，所选用的试压压强为2.6Mpa，保压35min不泄露，以及通过防氧化措施能够达到7min内管道保持清洁。

2、对供气元件端面的维护中，在溅渣前加入粒度为5mm的废旧水口磨料调渣。开炉连续吹6炉后停吹，在炉渣金属蘑菇头形成过程中，供气强度控制在0.03Nm³/t·min。

3、对炉底的维护中，1600℃≤出钢温度≤1650℃，0.11%≤终点碳≤0.12%，溅渣的时间控制在2.5min。每3天添加粒度为3mm的回收废旧水口磨料调渣和溅渣，炉渣量控制在11%。

4、对炉衬的维护中，每3天添加破碎后粒度为5mm的回收废旧水口磨料调渣。

本发明列举的实施例所采用的参数。能够使生产设备的装配与生产需要，尤其是生产时间，更好的结合，对产生资源不会产生多余的浪费。

钢铁冶炼的工艺流程简介：

高炉含钒高硫铁水→KR铁水预处理脱硫→扒渣→测温、取样→进混铁炉→含钒铁水入转炉→吹炼→终点控制→倒炉测温、取样→出钢-溅渣。

本发明所采取的护炉方法，能够有效避免因冶炼含钒、钛铁水所造成的转炉炉龄缩短。转炉经过本发明的维护后，炉龄可达到40000炉，复吹比100%。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种顶底复吹转炉护炉方法，在转炉开炉的前期，加速在供气元件端面形成炉渣金属蘑菇头，其特征在于，具体步骤包括：

a、溅渣前，加入镁球和废旧水口磨料调渣，该废旧水口磨料的粒度为3mm～5mm；

b、溅渣后，由转炉的下料管加入垫底石灰，促使粘附在炉底的炉渣凝结均匀；

c、开炉连续吹炼4～6炉后停吹，对炉底的炉渣进行铺垫处理，使炉底粘附一层含有氧化镁和氧化锆的炉渣，进而形成炉渣金属蘑菇头；

其中所需供气强度在0.025Nm³/t·min-0.03Nm³/t·min。

2.如权利要求1所述的顶底复吹转炉护炉方法，其特征在于，所述步骤c中对炉底的炉渣进行铺垫具体的方法是，反复摇动转炉后，在转炉置于零位后静止放置。

3.如权利要求1所述的顶底复吹转炉护炉方法，其特征在于，对加入调渣剂的料仓位置进行定时改变。

4.如权利要求1所述的顶底复吹转炉护炉方法，其特征在于，所述转炉开始工作前，对底部供气元件与转炉之间的气密性进行检测，具体步骤为：在底部供气元件配管后，对连接部位进行密封处理，以2.2Mpa～2.6Mpa的压强进行试压，使管道在25min～35min无泄漏；将底部供气元件中的管道以酸洗方式防氧化，采用干燥压缩空气进行吹扫后，进行清洁度测试，使管道在3min～7min无铁锈或灰尘。

5.如权利要求1所述的顶底复吹转炉护炉方法，其特征在于，转炉开始工作后，通过对炉底的下降幅度进行控制，避免底部供气元件端面的裸露，包括控制出钢温度＜1660℃、终点碳＞0.08%以及溅渣时间＜3min；每2～3天添加粒度为2mm～3mm的废旧水口磨料调渣和溅渣，将炉渣量控制在8-11%。

6.如权利要求1所述的顶底复吹转炉护炉方法，其特征在于，所述转炉开始工作后，通过粘渣挂炉对炉衬进行保护处理，包括根据终渣碱度、终点碳和温度，加入调渣材料粘稠炉渣，使炉渣粘挂在炉衬上。

7.如权利要求6所述的顶底复吹转炉护炉方法，其特征在于，粘渣挂炉过程中，溅渣护炉中间包括，每2～3天添加粒度为3mm～5mm的废旧水口磨料进行调渣，增加炉渣内氧化锆含量，通过氮气溅渣，使炉渣粘附在炉衬上。

8.如权利要求6所述的顶底复吹转炉护炉方法，其特征在于，粘渣挂炉过程中，利用吹炼间隙对炉衬侧墙进行不停机热喷。

9.如权利要求1-8中任意一项所述的顶底复吹转炉护炉方法，其特征在于，在更换中间包时，采用大面补炉料对炉衬的前后大面进行倒补。